一般情况下原子是中性的,在外电场作用下自由电子定向运动 或价带中价电子填补空穴的运动形成电流,所以自由电子和空(6 - 7) 穴都是运载电荷而形成电流的粒子都称为载流子.
二、 N型半导体和P型半导体
在本征半导体中掺入某些微量的杂质， 就会使半导体的导电性能发生显著变化。
其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度 大大增加。载流子：电子，空穴 N型半导体（多数载流子为电子，少数载流子 为空穴.）
(6 - 13)
三、PN结及的形成及其单向导电性
1. PN 结的形成
在同一片半导体基片上，分别制造P型 半导体和N型半导体，经过载流子的扩散， 在它们的交界面处就形成了PN结。
(6 - 14)
PN结处载流子的运动
P型半导 体
漂移运动 N型半导
内电场E 体
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
思是： P区加正、N区加负电压。
PN结加上反向电压、反向偏置的意 思是： P区加负、N区加正电压。
(6 - 17)
PN结正向偏置
内电场减弱，使扩散加 强，
空间电荷区变窄 扩散飘移，正向电流 大
P
－－ + +
N
+
－－ + +
_
－正－向电流+ +
－－ + +
内电场 外电场
(6 - 18)
PN结反向偏置
(6 - 11)
硅原子 空穴
P型半导体 Si Si
硼原子
B
Si
P型硅表示
空穴被认为带一个单位的正电荷，并且
可以移动
(6 - 12)
杂质半导体的示意表示法
－－－－ － － －－－－ － － －－－－ － － －－－－ － －
P型半导体
+ +++++ + +++++ + +++++ + +++++
N型半导体
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + +
空间电荷区
扩散运动
(6 - 15)
PN结处载流子的运动
P型半导 体 －－－－ － －
内电场E N型半导 体
+ +++++
－－－－ － － + + + + + +
－－－－ － － + + + + + －－－－ － － + + + + +
Si 硅原子
Ge 锗原子 (6 - 5)
2.共价键:每个原子的一个价电子与相邻的另一个原 子的一个价电子组成一个电子对,这对价电子是两个 相邻原子共有的,它们把相邻原子结合在一起,共价键 中的电子较为稳定.
硅和锗的
共价键结 构
+4
+4
+4
+4
共价键共 用电子对
(6 - 6)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+4
+4
+4
+4
形成共价键后，每个原子的最外层电 子是八个，构成稳定结构。
片机)
(6 - 3)
第一章 基本半导体器件
1.1 半导体的物理特性 1.2 半导体二极管 1.3 稳压管 1.4 半导体三极管 1.5 绝缘栅场效应管
(6 - 4)
§1.1 半导体的物理特性 一、 半导体
1.本征半导体
现代电子学中，用的最多的半导体是硅和 锗，它们的最外层电子（价电子）都是四个。
(6 - 9)
硅原子 磷原子
N型半导体
Si
Si
多余电子
P
Si
N型硅表示 +
(6 - 10)
2.P型半导体
硅或锗 +少量硼 P型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或 铟），晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，硼 原子的最外层有三个价电子，与相邻的半导体原子形 成共价键时，产生一个空穴。这个空穴可能吸引束缚 电子来填补，使得硼原子成为不能移动的带负电的离 子。由于硼原子接受电子，所以称为受主原子。
小规模集成电路:10-100元件/片(各种逻辑门、触发器)
中规模集成电路: 10-100门电路/片或
100-1000元件/片(译码器、编码器、
计数器寄存器等)
大规模集成电路: >100门电路/片 或>1000元件/片(CPU 、
存储器、接口等.)
超大规模集成电路: >1000门电路/片 或>10万元件/片(单
P型半导体（多数载流子为空穴，少数载流子 为电子.）
(6 - 8)
1.N型半导体
硅或锗 +少量磷 N型半导体
在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷（或锑）， 晶体点阵中的某些半导体原子被杂质取代，磷原子 的最外层有五个价电子，其中四个与相临的半导体 原子形成共价键，必定多出一个电子，这个电子几 乎不受束缚，很容易被激发而成为自由电子，这样 磷原子就成了不能移动的带正电的离子。每个磷原 子给出一个电子，称为施主原子。
漂移运动
内电场越强，就使漂 移运动越强，而漂移 使空间电荷区变薄。
扩散运动
扩散的结果是使空间电 荷区逐渐加宽，空间电 荷区越宽。
+所以扩散和漂 移这一对相反 +的运动最终达 到平衡，相当 于两个区之间 没有电荷运动， 空间电荷区的 厚度固定不变。
(6 - 16)
2. PN结的单向导电性 PN结加上正向电压、正向偏置的意
内电场加强，使扩散停止， 有少量飘移，反向电流很小
空间电荷区变宽
P － －－ + + + N
_
－ －－ + + +
+
－ －－ + + +
－ －－ + + +
内电场
反向饱和电流
电子技术
1
电子技术
绪论:
从二十世纪初期第一代电子器件真空管问世以来,电子 器件和电子技术得到了迅速的发展,尤其是八十年代以 来发展更快.电子器件和电子技术的发展大大促进了通 信技术,测量技术,自动控制技术及计算机技术的迅速发 展. 电子技术课程包括两大部分内容:模拟电路和数字电路.
模拟电路:处理的信号是模拟信号,它是随时间连续变化 的信号.
数字电路:处理的信号是数字信号,它是随时间不连续变 化的信号.
(6 - 2)
在模电部分介绍:二极管、三极管、稳压管、绝缘栅场效 应管;整流、滤波及稳压电路,三极管放大电路以及集成运 算放大电路等. 数字电路介绍:各种数制码制,基本逻辑门、逻辑代 数,组合逻辑电路和时序逻辑电路等内容. 随着电子技术的发展,集成电路的发展日新月异
共价键有很强的结合力，使原子规 则排列，形成晶体。
共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中，称为束缚 电子，常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子，因此 本征半导体中的自由电子很少，所以本征半导体的导电能力 很弱。
3.自由电子、空穴---半导体的载流子
在温度增加或受光照时共价键中的少数价电子可能获得一定 的能量挣脱原子核的束缚而激发成自由电子,同时在共价键中 留下一个空位子称为空穴.